船闸沉井导航墙施工技术方案.docx
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船闸沉井导航墙施工技术方案
皂河三线船闸上游沉井导航墙施工技术方案
1、工程概述：
皂河三线船闸位于宿迁市皂河镇大运河上，在已建一、二线船闸之间。
建设规模为23×260×5米，为一级航道船闸。
船闸上游引航道导航墙为钢筋砼沉井结构。
共三道13块，8种几何尺寸。
沉井底高程为▽10.33米，顶高程为▽23.33米，迎水面胸墙顶高程为▽26.33米，上加挡浪板。
从地质剖面图知，沉井下沉要穿过1-2~2-2a层土，均为粉质粘土，夹粉砂薄层，试验N=4.4-3.9[σ]=10-12侧向τi=30~50，地质条件尚可。
导航墙沉井施工总工期10个月，从2005年9月10日开工，到2006年8月15日完成。
工程质量目标是争创“部优”。
2、总体施工方案
三线船闸要在一、二线船闸正常通航情况下施工，工地特别狭窄，上游导航墙靠二线船闸一侧与靠船墩连接的一块沉井，及靠一线船闸一侧的一道六块沉井均要在水中回填土上施工；三线船闸两道沉井靠闸首的A、A1两块已基本开挖至▽15米；其余B1、B2、D、E1四块在上游护坦两侧，至少可开挖至▽17米高程上施工。
工程土质软粘，渗透性一般。
如此，沉井可采取在不同开挖高程上用筑岛法分节制作，排水挖土下沉施工。
2.1筑岛方案
上游导航墙建在现有隔堤上，堤面高程约在▽26.5米，设计导航墙沉井要下沉至▽10.33米。
筑岛要按沉井分块分三种情况进行开挖回填。
按沉井类型，13块编号为A、A1、B1、B2、C、D、E1、E2、F、G1、G2、G3、H。
2.1.1在▽20.33米上筑岛
对C、E2、F、G1、G2、G3、H七块沉井，因落在一二线船闸侧水中回填土上，拟将隔堤开挖土在水中倒土回填至▽23.5米，然后再开挖筑岛，岛面开挖至▽20.33米，向临水面加高围堰至▽24.5米。
为减少围堰水中倒土宽度，不影响航道通航，保证围堰安全，并截断向围堰内渗水，一线船闸围堰外侧要先打一道防渗板桩，桩长8米，入土至▽16米，总长约70米，打桩要在筑岛前完成。
除外围堰防渗板桩外，该类筑岛还要采取岛内基坑围护和深井降水措施，保证沉井制作、下沉施工。
基坑围护，拟在迎水面沉井边界2～3m外一线先打5～6m长木桩，入土至▽18.0米，然后在木桩外▽20.33米岛面上向上迭筑土袋至▽24.0米，保证▽20.33米基坑以外围堰挡土稳定。
沉井降水采取在迭筑土袋外打内径φ50cm水泥管井，高程▽2.4~4.0，深20米，井距15米，井内设深井泵抽水，排渗水降地下水，保证沉井制作、下沉施工安全。
2.1.2在高程▽17.33米上筑岛
对B1、B2、D、E1四块沉井，因在隔堤中部，不能采取深层大开挖，筑岛拟开挖至▽17.33米，开挖土向两侧水中倒土筑围堰。
2.1.3在高程▽15.33米上筑岛
对A、A1两块沉井，因靠在三线船闸上闸首边，闸首底板高程▽14.73米，施工用地连墙顶高▽19.33米，沉井下的地连墙要全部凿除，地连墙外面的土要开挖。
该两块有条件在▽15.33米上制作、下沉。
2.2沉井制作的分节、分组、分块
2.2.1分节
总体上沉井制作均分两节制作，第一节制作、下沉至设计标高并封底后，再加接第二节，连迎水面的胸墙一起制作，挡浪板采取预制安装施工。
在高程▽20.33米岛面上制作的七块，第一节高10米，第二节高3米，迎水面加胸墙高3米。
在高程▽17.33米岛面上制作的四块，第一节高7米，第二节高6米，迎水面加胸墙高3米，
在高程▽15.33米岛面上制作的两块，第一节高5米，第二节高8米，迎水面加胸墙高3米。
2.2.2分组．分块
三线船闸上游导航墙沉井设计分A、B、C、D、E、F、G、H八种型号不同的几何尺寸，其中A型有A、A1两块，B型有B1、B2两块，E型有E1、E2两块，G型有G1、G2、G3三块，C、D、F、H型各一块，共分13块，设置宽缝分隔。
估计每块制作、下沉、封底、接高约需90天，按总工期推算和分块要求，拟分四组制作、下沉，按施工先后顺序，各组沉井型块分别为：
一组为：
C、D、G3、E2四块；
二组为：
B1、G1、F三块；
三组为：
B2、E1、G2三块；
四组为：
A、A1、H三块。
2.3沉井下沉
本工程下沉穿过土层为粉质粘土，有簿层粉砂夹层，土质松软，可采取井内挖土，清除内壁及刃脚阻力，依靠沉井自重下沉。
沉井在两面邻水的隔堤上施工，地下水位高，土质有粉砂夹层，有透水性，下沉中要根据筑岛三种不同情况，采取内排、外降的方法，井内干法挖土下沉。
3、施工进度计划及保证措施
3.1进度控制计划
上述沉井导航墙总工期300天，筑捣土方已在施工准备中完成，沉井总工程量为：
沉井砼8704.4m3，封底砼4883m3，钢筋593.6T，模板27764m2，井内挖土13535m3，井内回填土13585m3。
沉井共13块，分四组施工。
按工序估算，每组第一节制作垫层、枕木、立模、钢筋制作安装、浇筑砼轮流作业约需25天，浇筑后拆模及砼龄期等待约25天，下沉封底回填土约20天，第二节制作回填土约20天，计需90天，四组套搭施工加挡浪板安装总需280天，另外受雨、雪、冬季施工影响，春节放假等约20天，控制进度计划为300天，按总工期要求已没有余地，必需从紧安排，按以上控制计划，绘进度控制横道图附后。
3.2进度保证措施
3.2.1人员保证
项目经理部已组建一个沉井施工的专业施工队，配备有资质有经验，有组织领导能力的施工队负责人，技术负责人和工程技术、质量检测、安全管理、后勤供应等一套班子，管理人员约20人，组织施工技术工人按照分组分块施工高峰要求配备。
第一组C、D、E2、G3,四块工作量有模板9559m2，钢筋208.3T，砼2878m3，拟配木工100人，钢筋工30人，砼工15人（商品砼），机电工15人，普工30人，包括管理人员计210人，保证施工需要。
3.2.2机械设备保证
本工程砼生产无场地，拟使用商品砼，筑捣施工已在前期完成，沉井施工主要机械将是模板、钢筋、井内土方挖填机械，均按施工高峰配置，拟配木工综合车床5台，电锯3台，钢筋切断、弯曲机械各3台，电焊机5台，小转型搭吊4台，井内挖土吊机，卷扬机各8台套，挖斗16只，人力斗车12台，潜水电泵20只，深井泵8只，其它零星机械随需随配。
4、沉井施工工艺及技术措施
4.1、工艺流程：
按公司筑岛沉井施工工艺，工序流程如下：
筑岛（土方）垫层枕木刃脚（如有）支撑排架及底模立内模扎钢筋立外模
浇筑砼及养护抽垫井内挖泥下沉清底封底井内土方回填
盖顶（如有）接上层沉井。
4.2、筑岛：
本工程场地特别狭窄，筑岛困难，拟分三种不同高程筑岛，将开挖的土方上游向一线船闸侧、下游向二线船闸侧的水中倒土，出水后分层压实，作围堰挡水。
岛内开设一套排水系统，利用动力抽排雨水、渗水等，保证岛内干法施工。
4.3、铺垫：
沉井周边外壁刃脚下及隔墙底脚下，拟用砂浆垫层、黄砂及枕木铺垫。
铺垫前先开挖保护层土方至设计高程，精确测放后进行铺垫。
初拟用砂浆垫层厚8CM宽80-140CM或黄砂垫层厚70CM，底宽约3.0米，1：
1坡，顶宽约2.2米。
枕木拟用30*25CM方木，长2.6米和2.2米间隔排放，直线段垂直于井壁排放，弧线段径向排放。
根数按n=Q/（Lb[б]）计算（式中：
n—垫木根数；Q—第一节沉井重量（公斤）；L、b—垫木的长和宽（折算为等长）（厘米）；[б]—基底土容许承压力。
沉井分组施工中，要按分节、分块自重，分别计算垫木根数，按要求布置，保证支承稳固。
具体铺垫要求见下表：
铺垫要求表
编号
项目
要求
1
垫木材料
质量良好的普通枕木及短方木
2
垫木铺设方向
刃脚的直线段垂直铺设，圆弧段径向铺设
3
垫木下
应小于岛面容许承压应力
4
筑岛底面承压应力
应小于河床地面容许承压应力
5
刃脚下和隔墙下垫木应力
应基本上相等，以免不均匀沉陷使井壁与隔墙
连接处砼裂缝
6
铺垫次序
应先从定位垫木开始向两边铺设
7
支撑排架下的垫木
应对正排架中心线铺设
8
铺垫顶平面最大高差
应不大于10CM
9
相邻两垫木最大高差
应不大于0.5CM
10
调整垫木高度
不应在其下垫塞木块、木片、石块等，以免受力不均
11
垫木间空隙
应填沙捣实
12
垫木埋入岛面深度
应为垫木高度的一半
4.4、沉井制作：
4.4.1、模板工程
4.4.1.1、模板、脚手材料
本工程模板全部使用竹胶制作，模板脚手支撑全使用钢管搭设。
模板支撑与脚手支架分开，脚手支架不影响模板支撑稳定。
模板制作支撑稳定
4.4.1.2模板制作拼装
竹胶板采购浙江产224×122×1.6cm，大块竹胶板，双面防水。
竹胶板制作采用四面搭口，两面缩口，两面飞口，钉在5×10cm板筋上，板筋10cm立面要两面上线，每块板上先设两道板筋制作定型，立模拼装时，再加两道板筋，净距50cm，可以保证模板刚度。
后加板筋处，板上要预设孔眼，便于拼装。
按沉井型号、尺寸，需要异型，另块的模板，均预先制作完成。
4.4.1.3模板拼缝、止水
竹胶模板拼装缝均采用夹泡塑纸带，既能泌水，又不会漏浆。
必要时还可涂玻璃胶止水。
4.4.1.4模板支架
沉井外拟设三道管网，靠模板板筋一道用以固定模板，立管间距50cm，横管间距60cm，其余两道起支撑，脚手作用，第二道距第一道1.5m，第三道距第二道2m，立管横管间距为2m，三道之间用横管作水平连系，间距1.5m。
内模按井孔设满堂支架，横管用定长钢管，间距1m，立管间距工50cm，靠板筋一排用以固定模板，其余两排作支架。
内、外靠筋间一道管网要绝对平直，以保证井壁平整度和垂直度。
4.4.1.5模板支撑
井壁内外模板支撑采用φ14对销螺栓加钢套管支撑，分层分排，间距均为80cm，外井壁对销螺靠模板处加厚3cm，5×5cm木垫块，拆模后，对销螺栓拆下周转使用，钢套管留在砼内，外井壁木垫块剔除，表面砼作防渗处理。
4.4.2钢筋工程
4.4.2.1原材料采购及检测试验，由项目部统一实施，到工后施工队工地验收使用。
4.4.2.2钢筋制作
4.4.2.2.1钢筋配料由钢筋班长，会同工程科根据图纸设计规格型号选配。
4.4.2.2.2钢筋下料、切割、弯曲制作按招标文件有规范要求，要尽量使用短料，节约钢材。
4.4.2.2.3钢筋加工偏差要符合质检标准规定。
4.4.2.2.4钢筋制作接头均采用焊接，φ20以上钢筋采用对焊，φ18以下钢筋采用双面焊，焊缝达规范要求，焊接的两根钢筋其轴线均要在同一直线上。
4.4.2.3钢筋架设
4.4.2.3.1钢筋架设按施工图中，间距、预留保护层的规定，偏差不超过规范要求。
4.4.2.3.2井壁钢筋支撑靠模板保护层用垫块，内外层用钢筋扒钉支撑，垫块分层分排间距均为60cm，预制垫块砼与井壁砼同标号。
4.4.2.3.3钢筋架设采用绑扎，先立好内模，再架设钢筋，全部绑扎并进行整理后，再立外模。
4.4.2.3.4第一节沉井制作时，要按设计预留上一节制作连接通长钢筋，井壁顶设3φ16，隔板顶设2φ16。
4.4.3砼工程
4.4.3.1沉井砼使用项目部供应的泵送砼，原材料检测、生产、运输由项目部实施。
4.4.3.2砼浇筑
4.4.3.2.1砼浇筑前要对仓面进行清理及模板、钢筋等有关项目的检测，三检合格后经报验批准才能进行浇筑。
4.4.3.2.2砼浇筑要分层按次序、方向进行，保持均匀上升，分层厚度按砼初凝时间，浇筑面积和泵强度控制，一般为30cm左右。
4.4.3.2.3浇筑应连续进行，因故中止不能超进允许间歇时间，否则要按工作缝处理。
4.4.3.2.4浇筑过程中要在机口按时做坍落度试验和试模取样，不合格的砼，严禁入仓。
仓面上泌水过多要采取措施减少泌水，不准在模板上开孔放水。
4.4.3.2.5浇筑过程中，要有专人值班，随时检查模板支撑稳固情况，发现漏、变形要及时处理，同时要检查钢筋有无变形，并进行校正。
4.4.3.2.6浇筑到设计顶面时，及时抹平，排除泌水，定浆后再抹平收浆。
4.4.3.3砼振捣
4.4.3.3.1砼振捣要尽量达到最大可能的密实度，以砼不再下沉，不发现气泡，表面普遍泛浆为准。
4.4.3.3.2对竹胶板模板，振捣器至竹胶板的距离应按振捣器影响半径的1/2适当放大。
4.4.3.3.3振捣器不能触及筋筋和模板。
4.4.3.3.4振捣器无法达到的部位，要辅以人工振捣。
4.4.3.4砼拆模及养护
4.4.3.4.1砼浇筑完成12～18小时后，表面硬化到不会因洒水而损坏时，未拆模就要开始养护，拆模后至少要养护14天。
4.4.3.4.2砼达到允许拆模强度后，才能拆除模板，拆模要先内后外、轻拆、轻吊，以免碰撞棱角表面。
4.4.3.4.3拆模后发现表面缺陷，要在24小时内进行修补。
4.4.3.4.4拆模后砼表面未能抽除的螺栓头要全部割除，抽除的螺栓孔要用砂浆封堵，深及7－10cm，然后将迎水面木垫剔除，在凹槽同砂浆抹平，涂柏油除渗。
4.4.4、沉井制作偏差按下表控制。
沉井制造容许偏差
编号
项目
容许偏差
1
长
0.5%
2
宽
0.5%
3
两对角线差异为其长的
1.0%
4
曲线段的半径
0.5%
5
倾斜度（不容许外倾）
1.0%
6
井壁厚
砌石、砼、毛石砼
+4厘米
-3厘米
砌砖、钢筋砼
±1.5厘米
7
在筑岛上制造的沉井，其中心纵横向偏移
高度的1/50
4.5、沉井下沉：
沉井下沉主要是通过井内挖土、清除内壁及刃脚阻力，依靠自重下沉。
本工程地质为粉质粘土，透水性不大，可采取排水挖土下沉的方法下沉。
4.5.1、拆除垫木：
抽垫是下沉极为重要的工序，应精心谨慎进行。
施工前要做好技术交底，有序进行。
4.5.1.1、抽垫要按分区、依次、对称、同步进行。
垫木时要按设计分区、依次用红漆编号，同一编号垫木依次、对称抽除并同步回填后，方可抽除下一编号。
抽垫按规定信号，统一指挥。
4.5.1.2、抽垫前要将井内所有杂物清除干净。
4.5.1.3、抽垫时先掏挖垫木下的填砂，再拆抽垫木。
可在垫木上钉扒钉用绳索连撬带拖一气抽出，垫木宜向外抽。
4.5.1.4、抽垫回填：
当垫木抽出几组空挡后，即用黄砂垫层回填并洒水夯实。
回填高度要保证沉井支承稳定及未抽定位垫木不被压断为准。
4.5.1.5、抽垫过程中要加强观测，增设测点。
对沉井内隔墙拆除前后、刃脚下支撑拆除前后、一组垫木抽除前后各观测一次。
4.5.1.6、抽垫过程中，要全天侯监测，发现沉井向一侧倾斜大于高度的1%、一次抽垫下沉量超过上一次抽垫的一倍、回填土被挤出产生隆起裂缝等现象、垫木被压断等情况时，要及时报告，采取处理措施。
4.5.1.7、定位垫木：
抽垫时保留的定位垫木要按设计规定保留。
对矩形沉井的定位垫木布置在长边每边2个，间距约0.6～0.7边长，弧形段间隔90°布置。
4.5.1.8、抽垫过程操作要点：
一般垫木抽出2/3前，沉井下沉均匀，下沉量不大，有充分的时间抽垫回填。
以后随抽垫继续，下沉量逐步加大，以致来不及回填，致使垫木压坏。
因此，抽垫过程操作开始阶段要缓慢进行，充分回填夯实，力求改变最后阶段下沉快、来不及回填、压坏垫木等现象。
最后阶段要全力以赴、一鼓作气地尽快将垫木全部抽出，使沉井刃脚平稳均匀地落入土层。
4.6、开挖下沉：
在工程土层较稳定，粘性土渗水量不大，采用排水开挖下沉。
4.6.1、排水拟用电动离心式潜水泵，至少每个沉井2台保证排水。
4.6.2、挖土拟采用0.75m3双辨式抓斗，以吊架卷扬机操作。
最好每个井孔布置一台。
4.6.3、挖土操作
4.6.3.1、从岛面挖土下沉，要先将抽垫时在刃脚内侧的回填土分层挖除，开挖顺序与抽垫顺序相同。
定位垫木处的土最后挖除，各井孔要对称平衡开挖，相邻井孔内土面高差不得超过50cm。
4.6.3.2、本工程属松软土层，井内土按40-50cm分层挖除，沉井即可逐渐下沉，当刃脚下沉至与中部土面齐平时，即可在中部下挖，并逐渐向四周均匀扩挖，到距刃脚约1m处，再分层挖除刃脚内侧的土，使沉井下沉。
4.6.3.3、排水开挖在每个开挖分层，应先在适当位置开挖集水坑，以便抽水，保证地下水位制作时在平台下1m，下沉时在开挖面下0.5m。
4.6.3.4、挖土的运输，井内垂直运输可搭设吊架，井外水平运输，可在井顶搭设平台设轨道，用斗车运至弃土处。
或用吊机直接在井外卸土,回填时再利用.
4.6.3.5、排水开挖必须保证井顶卸土时不向井下掉土，并随时注意土层变化，严格控制还刃脚处取土深度，保证平稳下沉。
4.6.3.6、开挖下沉速度控制
排水开挖软土层一般控制平均每天下沉约0.5米。
4.7、封底：
沉井下沉至设计标高，并稳定后，要检查基底附合设计要求，并及时清理井壁、刃脚，做好垫层，安绑扎封底钢筋，浇筑砼封底。
4.8、上层沉井制作：
封底结束，砼强度达到要求后，即可按下节沉井制作程序，接制上层沉井和胸墙。
4.9、井内回填土：
下节沉井封底后，砼强度达设计要求，即可从底层开始井内回填土，回填要分层进行，井内设小型电动振冲夯实机,层层夯实，达到设计压实度和干密度要求。
5、沉井下沉注意事项及可能出现的问题处理。
5.1井内除土应从中间开始，均匀对称地逐步向刃脚处分层取土，以期均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，土层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜.除非为了纠正已产生的偏斜外,不应偏挖土,偏压重。
5.2为防止沉井下沉时，产生较大偏斜，应根据土层、沉井尺寸、下沉深度，控制井内挖土深度及井孔间泥面高差。
5.2.1近刃脚处挖土面不能低于刃脚。
5.2.2周边井孔挖土面不能低于刃脚处1米。
5.2.3中间井孔挖土面不能低于刃脚处2米。
5.2.4相邻井孔泥面高差不能超过0.5米。
5.2.5隔墙底部要落空，不能支垫在土层上。
5.3下沉过程中，要随时掌握土层变化情况，检验土壤阻力与沉井质量关系，控制挖土部位及挖土量，保持平稳下沉。
5.4下沉过程中，要随时测量泥面标高，下沉倾斜、位移情况，随时纠正沉井偏斜。
5.5井内挖土应尽量远弃，力求沉井四周土面平均，防止偏土压使沉井偏斜。
5.6当沉井下沉接近预定标高2米时，应控制井内除土，注意调平沉井。
防止沉井突然大量下沉及产生较大偏斜，保证准确下沉至设计标高，并及时封底或接高。
5.7本工程沉井分节制作下沉，第一节下沉时，可能因摩阻力过大，后部下沉困难，可采用压重或外壁射水下沉，至时再定。
5.8本工程有七块沉井在水中倒土回填岛面上制作下沉，可能出现向内侧倾斜和井底涌水翻泥情况。
除在筑岛时采取基坑围护和深井降水截渗外，还可采取少挖多压重的措施，也可采取袋装土堵漏的办法，但要注意土袋不能伸入刃脚下，以免影响下沉。
6、施工质量管理控制：
本工程的施工质量目标是争创”部优”。
施工质量管理将严格执行公司ISO9001：
2000标准，建立完善的质量保证体系，形成质量管理网络，推行全面质量管理责任制，执行公司质量方针和质量目标。
6.1、建立质量管理体系：
按公司ISO9001：
2000标准，成立公司监管，项目部具体运行的质量管理体系。
框图附后。
6.2、明确质量管理职责：
（1）、公司法人对工程质量负领导责任。
（2）、项目负责人对工程质量负直接领导责任。
（3）、现场技术负责人对工程质量负技术责任。
（4）、施工队长对工程质量负直接责任。
质量管理体系
6.3、建立全面质量管理制度：
按有关沉井施工规范，砼施工要求等，结合沉井施工工艺，开工后项目部将制度施工细则发到班组，进行技术交底，施工过程中由工程科、质检科负责现场监督实施，严格质量管理，实行工资报酬与与程质量挂钩，奖优罚劣。
造成质量事故，要追究直接责任人，质量管理人及领导人的责任，并给以相应处罚。
6.4、抓好施工全过程质量控制：
（1）、施工准备阶段的质量控制
主要是熟悉图纸，学习有关规范，技术条款，对测放控制网等按工程要求，进行控制。
（2）、施工过程中的质量控制
主要是做好层层的技术交底，严格工序检验，进行质量分析和预防性控制。
6.5、质量检验：
本工程除一般土方工程，砼工程和工序施工常规检测外，对沉井制作、下沉作专项检测，特别在制作和下沉过程中，如检测有不合格项，必须认真处理，报监理检验合格后方可继续施工。
如分节施工，在底节下沉封底后，上节接高制作要同样进行专项检测，并特别进行外观鉴定。
专项检测按下表所列项目检测评定。
沉井实测项目
序号
项目
允许偏差（MM）
检验单元和数量
单元测点
检验方法
1
轴线位置
He/100
每个逐个检查
2
用经纬仪和钢尺量顶部和底部检查
2
刃脚平均标高
±10
1
用水准仪检查四角,圆形沉井检查垂直直径两方向
3
刃脚任意两角高差
两角水平距离≤10m
100
4
两角水平距离＞10m
le/100且不大于300
4
竖向倾斜
He/50
2
吊线,用钢尺量或用测斜仪检查纵横两方向检查
5
沉井平面扭转角
1°
1
用经纬仪检查
注:
①He为沉井下沉深度（MM）,le最高与最低点两角间距离（MM）；
②砌块和钢质沉井可参考本表执行。
7、安全生产、文明施工
施工队成立安全生产、文明施工小组，设专职安全员，按照项目部安全生产、文明施工的有关规章制度，抓好施工安全及文明工地建设。
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